【手続補正書】
【提出日】平成18年4月27日(2006.4.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）方向ごとの磁場の大きさを示す磁場データを、空間上の異なる方向にセンサーを 回転しつつ経時的に測定して、保存する段階と、
（ｂ）前記保存された磁場データによって形成される磁場軌跡のうち少なくとも一つの振幅及びオフセットを利用して前記磁場に外乱が作用しているか否かを検査する段階と、
（ｃ）前記検査の結果、磁場の外乱が作用していると決定される場合、羅針盤候補位置を決定して前記決定された候補位置に前記羅針盤を移動しつつ、前記（ａ）段階及び（ｂ）段階を繰り返し、
磁場の外乱が作用しないと決定される場合、前記（ａ）段階で保存された磁場データを利用して前記羅針盤の方位角をキャリブレーションする段階と、を備えることを特徴とする磁場データの利用方法。
【請求項２】
前記（ｂ）段階は、
（ｂ１）前記少なくとも一つの磁場軌跡と少なくとも一つの正弦波状の基準曲線との間の軌跡誤差を求める段階と、
（ｂ２）前記軌跡誤差の平均値と分散値のうち少なくとも一つを求める段階と、
（ｂ３）前記平均値および／または前記分散値がそれぞれ平均値の閾値または分散値の閾値を超えるか否かを判断する段階と、
（ｂ４）前記平均値が前記平均値の閾値を超えるか、または前記分散値が前記分散値の閾値を超えると判断された場合に、前記磁場に外乱が作用していると決定する段階と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の磁場データの利用方法。
【請求項３】
前記少なくとも一つの正弦波状の基準曲線は、
前記（ａ）段階が行われる前に、前記磁場に外乱が作用していない環境で前記方向ごとの磁場の大きさを、前記センサーを回転させて経時的に測定することにより、
求めることを特徴とする請求項２に記載の磁場データの利用方法。
【請求項４】
前記（ｂ）段階は、
（ｂ５）前記（ａ）段階で保存された前記磁場データの振幅とオフセットとを前記曲線フィッティングパラメータとして利用して、前記少なくとも一つの正弦波状の基準曲線を計算し、前記（ｂ１）段階に進む段階をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の磁場データの利用方法。
【請求項５】
前記（ｂ）段階は、
（ｂ６）前記（ａ）段階で保存された前記磁場データの振幅およびオフセットと基準振幅および基準オフセットとの間の振幅差およびオフセット差のうち少なくとも一つを求める段階と、
（ｂ７）（ｂ６）段階で求めた振幅差またはオフセット差が振幅値の閾値またはオフセット値の閾値を超えるか否かを判断する段階と、
（ｂ８）前記振幅差が前記振幅値の閾値を超えるか、または前記オフセット差が前記オフセット値の閾値を超えると判断された場合に、前記磁場に外乱が作用していると決定する段階と、をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の磁場データの利用方法。
【請求項６】
前記基準振幅と前記基準オフセットとは、
前記（ａ）段階が行われる前に、前記磁場に外乱が作用していない環境で前記方向ごとの磁場の大きさを、前記センサーを回転させて経時的に測定して求めた基準曲線の振幅およびオフセットであることを特徴とする請求項５に記載の磁場データの利用方法。
【請求項７】
前記基準振幅と前記基準オフセットとを求める段階を含み、
前記基準振幅と前記基準オフセットとを求める段階は、
（ｅ）空間上で所定数のテスト用磁場データを測定して保存する段階と、
（ｆ）前記（ｅ）段階で保存された所定数のテスト用磁場データのうち互いに近似した振幅とオフセットとを有するテスト用磁場データを選択する段階と、
（ｇ）前記選択された磁場データのそれぞれによって形成される磁場軌跡と前記基準曲線との間の軌跡誤差の平均値および分散値を誤差平均値および誤差分散値としてそれぞれ求める段階と、
（ｈ）前記（ｇ）段階で求めた誤差平均値と誤差分散値のうち相対的に小さな誤差平均値と誤差分散値とを有するテスト用磁場データの振幅およびオフセットを前記基準振幅および前記基準オフセットとしてそれぞれ決定する段階と、をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の磁場データの利用方法。
【請求項８】
前記（ｃ）段階は、
前記羅針盤の候補位置を前記磁場データの振幅と位相、前記平均値、前記基準振幅及び前記基準オフセットを利用して決定することを特徴とする請求項５に記載の磁場データの利用方法。
【請求項９】
前記磁場データの利用方法は、
（ｉ）ループ回数を初期化させ、前記（ａ）段階に進む段階と、
（ｊ）前記（ｂ）段階で前記磁場に外乱が作用していると決定された場合に、前記ル  ープ回数を調整する段階と、
（ｋ）前記ループ回数が所定値に到達したか否かを判断し、前記ループ回数が前記所  定値に到達しなかったと判断された場合に、前記（ｃ）段階に進む段階と、
（ｌ）前記ループ回数が前記所定値に到達したと判断された場合に、前記（ａ）段階  で保存された前記磁場データのうち、前記基準振幅、前記基準オフセット、前記平均値  および前記分散値のうち少なくとも一つを利用して選択した少なくとも一つの磁場デー  タを利用して前記羅針盤をキャリブレーションする段階と、をさらに備えることを特徴  とする請求項８に記載の磁場データの利用方法。
【請求項１０】
前記（ｃ）段階は、前記（ａ）段階で前記磁場データを測定するときに前記羅針盤が  回転した中心軸から前記候補位置に移動する方向を、前記平均値が負であれば、前記羅  針盤が指す磁北方向の右側に決定し、前記平均値が正であれば、前記磁北方向の左側に  決定し、
前記平均値は、前記磁場軌跡から前記基準曲線を減算した結果である前記軌跡誤差の  平均であることを特徴とする請求項８に記載の磁場データの利用方法。
【請求項１１】
前記（ｃ）段階は、
前記振幅差および前記オフセット差に所定加重値を乗算し、前記乗算された結果を前  記羅針盤が移動する移動量として決定し、決定された移動量を前記候補位置情報に含め  ることを特徴とする請求項８に記載の磁場データの利用方法。
【請求項１２】
方向ごとの磁場の大きさを示す磁場データを、空間上でセンサーを回転させることにより経時的に測定する磁場測定部と、
前記測定された磁場データを保存する保存部と、
前記保存部に保存された前記磁場データによって形成される磁場軌跡のうち少なくとも一つの振幅及びオフセットを利用して前記磁場に外乱が作用しているか否かを検査する磁場外乱検査部と、
前記検査の結果、磁場の外乱が作用すると決定される場合、羅針盤の候補位置を決定して前記決定された候補位置に前記羅針盤を移動させる移動部と、
磁場の外乱が作用しないと決定される場合、前記保存部に保存された磁場データを利用して前記羅針盤の方位角をキャリブレーションする方位角キャリブレーション部、とを備えることを特徴とする磁場データ利用装置。
【請求項１３】
前記磁場外乱検査部は、
前記少なくとも一つの磁場軌跡と少なくとも一つの正弦波状の基準曲線との間の軌跡誤差を計算する誤差計算部と、
前記軌跡誤差の平均値および分散値のうち少なくとも一つを計算する平均および分散計算部と、
前記計算された平均値および前記計算された分散値のうち少なくとも一つを平均値の閾値および分散値の閾値とそれぞれ比較する第１比較部と、
前記第１比較部で比較された結果にしたがって前記磁場に外乱が作用しているか否かを決定する第１磁場外乱作用決定部と、を備えることを特徴とする請求項１２に記載の磁場データ利用装置。
【請求項１４】
前記少なくとも一つの正弦波状の基準曲線は、
前記磁場に外乱が作用していない環境で前記方向ごとの磁場の大きさを、前記センサーを回転させて経時的に測定して求めることを特徴とする請求項１３に記載の磁場データ利用装置。
【請求項１５】
前記磁場外乱検査部は、
前記保存部に保存された前記磁場データの振幅とオフセットとを前記曲線フィッティングパラメータとして前記少なくとも一つの正弦波状の基準曲線を計算する基準曲線計算部をさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載の磁場データ利用装置。
【請求項１６】
前記磁場外乱検査部は、
前記保存部に保存された前記磁場データの振幅およびオフセットから基準振幅および基準オフセットをそれぞれ減算した結果である振幅差およびオフセット差を少なくとも一つ生成するデータ減算部と、
前記振幅差および前記オフセット差のうち少なくとも一つと振幅値の閾値およびオフセット値の閾値とを比較する第２比較部と、
前記第２比較部で比較された結果にしたがって、前記磁場に外乱が作用しているか否かを決定する第２磁場外乱作用決定部と、をさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載の磁場データ利用装置。
【請求項１７】
方向ごとの磁場の大きさをセンシングするセンサーを備えた、空間上で回転可能な羅針盤を、請求項１２ないし請求項１６のいずれか一項に記載の磁場の判定装置の判定結果を利用してキャリブレーションする磁場利用装置であって、
前記磁場外乱検査部で前記磁場に外乱が作用していないと決定された場合に、前記保存部に保存された前記磁場データのうち少なくとも一つから前記羅針盤をキャリブレーションする第１羅針盤キャリブレーション部を備えることを特徴とする磁場データ利用装置。
【請求項１８】
前記移動部は、
前記磁場外乱検査部で前記磁場に外乱が作用していると決定された場合に、前記羅針盤が回転する中心軸の候補位置を前記保存部から入力した前記磁場データ、前記平均値、前記基準振幅および前記基準オフセットから決定する候補位置決定部と、
前記決定された候補位置にその中心軸が一致するように前記羅針盤を移動させる制御信号を発生させる移動制御部と、をさらに備えることを特徴とする請求項１６に記載の磁場データ利用装置。
【請求項１９】
前記磁場利用装置は、
前記磁場外乱検査部で前記磁場に外乱が作用していると決定された場合に、ループ回数を調整するループ回数調整部と、
前記ループ回数と所定値とを比較する第３比較部と、
前記第３比較部で比較された結果にしたがって、前記保存部に保存された前記磁場データのうち、前記基準振幅、前記基準オフセット、前記平均値および前記分散値のうち少なくとも一つを利用して磁場データを選択し、選択された磁場データによって前記羅針盤をキャリブレーションする第２羅針盤キャリブレーション部と、をさらに備え、
前記候補位置決定部は、前記第３比較部で比較された結果にしたがって動作することを特徴とする請求項１８に記載の磁場データ利用装置。
【請求項２０】
前記候補位置決定部は、
前記平均値の符号を検査する符号検査部と、
前記保存部で前記磁場データを測定するとき、前記羅針盤が回転した中心軸から前記候補位置に移動する方向についての方向情報を前記符号検査部で検査された結果にしたがって決定し、前記決定された方向情報を前記候補位置情報に含めて出力する方向情報決定部と、を備え、
前記平均値は、前記磁場軌跡から前記基準曲線を減算した結果である前記軌跡誤差の平均であることを特徴とする請求項１８に記載の磁場データ利用装置。
【請求項２１】
前記候補位置決定部は、
前記振幅差および前記オフセット差に所定加重値を乗算し、前記羅針盤が移動する移動量として前記乗算された結果を前記候補位置情報に含めて出力する乗算部をさらに備えることを特徴とする請求項１８に記載の磁場データ利用装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】磁場データの利用方法および磁場データ利用装置
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
本発明が解決しようとする技術的課題は、磁場に外乱が作用しているか否かを簡単に検査できる磁場の判定方法と、検査された結果によって羅針盤を適切な位置に移動させて、その羅針盤を正確にキャリブレーションできる磁場の利用方法を提供することである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
前記課題を達成するための本発明による磁場データの利用方法は、（ａ）方向ごとの磁場の大きさを示す磁場データを、空間上の異なる方向にセンサーを回転しつつ時間帯別に測定して、保存する段階と、（ｂ）前記保存された磁場データによって形成される磁場軌跡のうち少なくとも一つの振幅及びオフセットを利用して前記磁場に外乱が作用しているか否かを検査する段階と、（ｃ）前記検査の結果、磁場の外乱が作用していると決定される場合、羅針盤候補位置を決定して前記決定された候補位置に前記羅針盤を移動しつつ、前記（ａ）段階及び（ｂ）段階を繰り返し、磁場の外乱が作用しないと決定される場合、前記（ａ）段階で保存された磁場データを利用して前記羅針盤の方位角をキャリブレーションする段階と、を備える構成である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
前記他の課題を達成するための本発明による磁場データ利用装置は、方向ごとの磁場の大きさを示す磁場データを、空間上でセンサーを回転させることにより経時的に測定する磁場測定部と、前記測定された磁場データを保存する保存部と、前記保存部に保存された前記磁場データによって形成される磁場軌跡のうち少なくとも一つの振幅及びオフセットを利用して前記磁場に外乱が作用しているか否かを検査する磁場外乱検査部と、前記検査の結果、磁場の外乱が作用しないままで、羅針盤の候補位置を決定して前記決定された候補位置に前記羅針盤を移動させる移動部と、磁場の外乱が作用しないと決定される場合、前記保存部に保存された磁場データを利用して前記羅針盤の方位角をキャリブレーションする方位角キャリブレーション部、とを備える構成である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
前述した本発明による磁場の判定方法およびそのさまざまな実施例は、前述したセンサーを備える羅針盤をキャリブレーションする磁場データの利用方法（以下、「磁場の利用方法」という）に適用することができる。ここで、羅針盤は前述した移動体に装着され、空間上で回転し移動するものとして説明する。なお、羅針盤が移動体に装着されない場合、羅針盤自体が回転する。羅針盤が移動体に装着される場合、移動体が回転することもある。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９５】
以下、添付図面を参照して、本発明による磁場判定装置の構成および動作を説明する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９６】
図１６は、本発明による磁場判定装置の一実施例のブロック図である。本実施例の磁場利用装置は、磁場測定部２００と、保存部２０２と、磁場外乱検査部２０４とから構成される。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９７】
図１６に示す磁場判定装置は、図６に示した磁場の判定方法を実行する役割を行う。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９８】
図６および図１６に示すように、本実施例の磁場判定装置は、第１０段階を行うために、磁場測定部２００および保存部２０２を備える。ここで、磁場測定部２００は、磁場データを、空間上の他の位置にセンサーを回転移動させて経時的に測定する。また、保存部２０２は、磁場測定部２００で測定された磁場データを保存する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０３】
このとき、図８に示した第１２Ａ段階が、前述したように第３０段階を有するものとはせず、磁場に外乱が作用していない環境で磁場の大きさを、他の位置に回転移動しつつ経時的に測定して、基準曲線を本発明による磁場の判定方法が行われる前に求めるものと仮定する。この場合、図１７に示す磁場外乱検査部２０４Ａは、基準曲線計算部２１０を備えず、誤差計算部２１２は、所定の基準曲線を、入力端子ＩＮ２を通じて入力されるものとする。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１８】
以下、図１６に示した磁場判定装置を利用して羅針盤をキャリブレーションする本発明の磁場データ利用装置（以下、「磁場利用装置」という）の実施例の構成および動作を、添付図面を参照して、説明する。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１９】
図２０は、本発明による磁場利用装置の他の実施例のブロック図である。本実施例の磁場利用装置は、磁場測定部３００と、保存部３０２と、磁場外乱検査部３０４と、ループ回数調整部３０６と、第３比較部３０８と、候補位置決定部３１０と、移動制御部３１２と、第１羅針盤キャリブレーション部３１４と、第２羅針盤キャリブレーション部３１６とにより構成される。
なお、本実施例における移動部とは、候補位置決定部３１０および移動制御部３１２とを含んでいる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３６】
【図１】直線磁束の環境下で磁場センサーによってセンシングされた磁場値を利用して形成した円を示す図面である。
【図２】直線磁束環境下で磁場センサーによってセンシングされた２進数形態の磁場値を利用して形成した円を示す図面である。
【図３】磁場に外乱が作用しているとき、磁場センサーによってセンシングされた２進数形態の磁場値を利用して形成した円を示す図面である。
【図４】移動ロボットの走行の例示的な経路を２次元的に示す図面である。
【図５】移動ロボットの走行の他の例示的な経路を２次元的に示す図面である。
【図６】本発明による磁場の判定方法を説明するためのフローチャートである。
【図７】第１０段階で測定されて保存される磁場データの例示的な波形図である。
【図８】図６に示す第１２段階に対する本発明による望ましい一実施例を説明するためのフローチャートである。
【図９】基準曲線と磁場軌跡との間の軌跡誤差を例示的に示す図面である。
【図１０】図６に示す第１２段階に対する本発明による他の実施例を説明するためのフローチャートである。
【図１１】本発明による磁場の判定方法における基準振幅と基準オフセットとを求める方法の一実施例を説明するためのフローチャートである。
【図１２】図６に示す第１２段階に対する本発明によるさらに他の実施例のフローチャートである。
【図１３】本発明による磁場の利用方法の一実施例としての羅針盤をキャリブレーションする方法を説明するためのフローチャートである。
【図１４】磁場に外乱が作用している曲線磁束の領域内で回転移動体が移動する経路と羅針盤の位置を示す図面である。
【図１５】図１４に示すように移動体が回転する場合の、第１３２段階で測定された磁場データの磁場軌跡と基準曲線との間の関係を示す図面である。
【図１６】本発明による磁場判定装置の一実施例のブロック図である。
【図１７】図１６に示す磁場外乱検査部の本発明による望ましい一実施例のブロック図である。
【図１８】図１６に示す磁場外乱検査部の本発明による他の実施例のブロック図である。
【図１９】図１６に示す磁場外乱検査部の本発明によるさらに他の実施例のブロック図である。
【図２０】本発明による磁場利用装置の他の実施例のブロック図である。
【図２１】候補位置の方向を決定する候補位置決定部の本発明による一実施例のブロック図である。
【図２２】候補位置の移動量を決定する図２０に示す候補位置決定部の本発明による他の実施例のブロック図である。
【図２３】移動体の走行の例示的な経路を２次元的に示す図面である。